I trasformatori trovano numerose applicazioni in vari settori e sistemi elettrici grazie alla loro capacità di trasferire in modo efficiente l’energia elettrica tra circuiti a diversi livelli di tensione. Un’applicazione comune dei trasformatori è nella distribuzione e trasmissione di energia elettrica. I trasformatori aumentano la tensione generata nelle centrali elettriche a livelli elevati per una trasmissione efficiente su lunghe distanze attraverso le linee elettriche. All’estremità ricevente, altri trasformatori riducono la tensione a livelli inferiori adatti alla distribuzione in abitazioni, aziende e industrie. Questa capacità step-up e step-down dei trasformatori garantisce un trasferimento efficiente di potenza riducendo al minimo le perdite di energia sulle linee di trasmissione.
I trasformatori vengono utilizzati principalmente per la trasformazione della tensione nei sistemi elettrici. Sono componenti cruciali negli alimentatori per dispositivi elettronici, dove riducono la tensione CA ad alta tensione dalla rete a tensioni CA più basse adatte per alimentare circuiti elettronici sensibili. Questa conversione di tensione garantisce che i dispositivi elettronici ricevano livelli di potenza stabili e adeguati, prevenendo danni e garantendo un funzionamento affidabile. I trasformatori vengono utilizzati anche in apparecchiature elettriche come motori, generatori e sistemi di illuminazione in cui i livelli di tensione devono essere regolati in base a specifici requisiti operativi.
I trasformatori di corrente (TA) sono trasformatori specializzati progettati per misurare accuratamente la corrente elettrica che scorre nei circuiti di alimentazione. La loro applicazione principale è nei sistemi di misurazione e protezione all’interno delle reti di distribuzione elettrica e dei sistemi energetici industriali. I TA riducono le correnti elevate che fluiscono attraverso le linee elettriche a un livello che può essere misurato in modo sicuro da strumenti o relè di protezione senza collegarsi direttamente al circuito ad alta corrente. Questa capacità di misurazione indiretta aiuta a monitorare e gestire i carichi elettrici, diagnosticare guasti e proteggere le apparecchiature da condizioni di sovracorrente.
Un trasformatore uno a uno, noto anche come trasformatore di isolamento, ha avvolgimenti primari e secondari con un rapporto spire 1:1. La sua applicazione principale è fornire isolamento elettrico tra i circuiti mantenendo lo stesso livello di tensione. I trasformatori di isolamento vengono utilizzati in apparecchiature elettroniche sensibili e dispositivi medici per proteggere dai circuiti di terra, ridurre le interferenze elettromagnetiche (EMI) e garantire un funzionamento sicuro isolando l’apparecchiatura dall’alimentazione di rete. Servono anche nei sistemi di comunicazione e nei data center dove l’integrità del segnale e la protezione delle apparecchiature sono fondamentali.
Gli avvolgimenti del trasformatore svolgono un ruolo cruciale nel determinare il rapporto di trasformazione della tensione e le caratteristiche prestazionali dei trasformatori. Le applicazioni degli avvolgimenti dei trasformatori includono la progettazione di trasformatori per conversioni di tensione specifiche nei sistemi di alimentazione, garantendo un’efficiente trasmissione e distribuzione dell’energia. Diverse configurazioni di avvolgimento, come step-up, step-down e autotrasformatori, soddisfano le varie esigenze di trasformazione della tensione nei vari settori. Gli avvolgimenti dei trasformatori influenzano anche l’impedenza, l’efficienza e la regolazione della tensione dei trasformatori, rendendoli considerazioni essenziali nella progettazione di trasformatori per applicazioni specifiche nell’ingegneria elettrica e nei settori industriali.